一九四六年──电脑革命（上） [复制链接]

    原文提要：世界上第一部电子计算机“电子数字积分计算机”试验成功后，各种电脑随之纷纷问世，势将促成有史以来最迅速的社会与经济革新
    【《二十世纪世界大事实录》条目】题：一九四六年——电脑革命
    人类文化上的一次重大的革新，在第二次世界大战结束之后悄悄开始。说来难以置信，革新的原动力是一部庞大的金属机器，名叫“电子数字积分计算机”。这部计算机是世界第一部全电子数字计算机，由宾夕法尼亚州大学埃克特与莫奇利所设计，一九四六年年底完成。这部机器引起的激变，叫做电脑革命。美国陆军发展这部机器是为了要满足战时一个特殊需求：为野战炮瞄准之用。替炮手计算一个简单的弹道，告诉他在各种不同的炮身仰角、气温、风向等等因素之下他那尊炮的射程是多远。这种计算要经过大约两百个步骤。一个训练有素的计算师，用最好的普通计算器，要七到二十小时才能计算得出来。交给电子数字积分计算机去做，只要半分钟就行了。电子数字积分计算机在核子物理方面两小时就能完成的复杂计算工作，一个工程师要花整个世纪的时间才能够完成。
    这种使人眼花缭乱的速度，若是让以前那些旧式计算工具的发明人知道了，真要大吃一惊。
    在十七世纪的欧洲风行一时的，叫做“纳皮尔骨棒”的巧妙乘法，使简单的计算方法，首次向前迈进了一大步。这个办法是苏格兰数学家纳皮尔设计（对数也是他发明的），方法是使用一组可以装在衣袋里的骨棒或象牙棒，上面刻着从０到９的数字和它们的倍数。计算时把这些骨棒用手转来转去。把有关数字加在一起，就可以解决复杂的乘法。轮、齿轮、打孔卡片
    一六四二年，法国哲学家兼数学家巴斯噶发明了第一部用手操作的加算器，那是一个装有旋转圆筒、小轮和齿轮的金属盒子。外面的十个小轮上刻有从０到９的数字，这些轮子连在有十个对应齿的齿轮上。把轮子转到适当的数字那里，数目就记在机上，转动曲柄就能进行计算。德意志哲学家兼数学家莱布尼兹男爵在一六九四年设计的“分级计算器”，进一步改善了这部机器，除了加减以外，它还能乘除，和求平方根。可是真正的现代电脑之父，却是十九世纪中叶英国一个名叫查尔斯·巴贝治的怪僻天才人物。他要设计的革命性的“解析机”，比一九四六年宾夕法尼亚大学的那部计算机要早一百多年，现代电脑所有主要特色，他差不多全都想到了。巴贝治心目中用来解答复杂数学问题的机器，要能够自动进行一连串单独的计算。他认为这样的机器至少要有五个各自独立的组成部分：
    （一）输入部分，把必要的资料注入机器中，以便提出并且解决问题，
    （二）存储器，把输入的资料储存起来，以备机器取用；（三）数学单位，进行实际计算；（四）控制器，告诉机器在什么时候以及怎样使用储存的资料；（五）输出部分，把答案印出。第一部电子计算机设计人的构思，和上述意念极其类似。
    “数学现在看来快可以由机器来掌握了”，巴贝治后来这样说出他的梦想。很可惜，尽管政府给了他大量补助津贴，巴贝治的梦想，始终未能成为事实。一九七一年巴贝治逝世时，遗下一大批详细计划、图则，和如何制造这部巧妙机器的指示，留给后代非常丰富的遗产，终于使我们能够走进计算原理的堂奥。
    巴贝治的构想之中，有一个主意是使用打孔编码卡片，使计算过程自动化。他这个观念来自杰卡氏动力织布机。动力织布机是法国纺织工业家杰卡在一八○一年发明的。这部使制造织锦缎自动化的机器，用打孔纸板上经过编排的孔指导梭子编织某些花样，情形和自动钢琴上的打孔音乐卷差不多。
    巴贝治的全部自动计算机理想，迟至一九四四年“万国商业机器公司——哈佛标识一号”问世以后才实现。这部计算机一半使用机械，一半使用电力。它是最后一部机械计算机，也是未来电脑的先驱。标识一号的齿轮、转盘、离合器，和继电器，都由马达发动。资料由打孔纸带输入机器，由机器的储存、运算和控制部门进行处理。计算结果显示在打孔卡片上。标识一号和传统的机械计算机比较起来，其速度之快，令人难以置信：它能在三分之一秒之内加减两个二十三位的数字，在六秒之内求得这两个数字乘积。新时代的先锋标识一号完成之后刚刚两年，埃克特和莫奇利设计的电子数字积分计算机即行面世，标识一号以及所有机械计算机立刻便被淘汰。新机器的成就，秘诀在于电子。
    埃克特和莫奇利把标识一号里面七十六万个活动部件，换成一万八千个真空管、几英里长的铜线，和五十万个接头。个料由脉冲电流传递，速度要比标识一号的机械传达快一千倍。（上）